Membrana Celular

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Membrana celular, membrana
plasmatica ou plasmalema
As características essenciais das células
eucarióticas são mantidas, bem como as
diferenças entre os meios interno e
externo, por uma finíssima película, de
espessura variante entre 7,5 e 10 nm,
chamada membrana celular, membrana
plasmática ou plasmalema.
́É essa membrana que vai regular a
entrada e saída de moléculas e íons da
célula, sendo responsável por manter o
equilíbrio celular. Além disso, a membrana
plasmática possui estruturas que a
possibilitam responder a estímulos
externos e promover a movimentação
celular. Está também envolvida em
processos de secreção celular, na síntese
de proteínas importantes como os
anticorpos e na divisão celular.
A membrana plasmática e o sistema de
membranas internas de todos os tipos de
células têm composição química
semelhante. Como seus principais
componentes são os fosfolipídios e as
proteínas, diz-se que é uma membrana
lipoproteica.
Algumas dessas proteínas estão aderi-
das apenas superficialmente à dupla
camada de fosfolipídios (proteínas
periféricas ou extrínsecas), enquanto
outras atravessam a membrana de um
lado ao outro (proteínas integrais ou
intrínsecas).
Um conceito muito associado às
membranas celulares é o da fluidez da
membrana. Ele se refere ao fato de que
tanto os lipídios como as proteínas podem
ter liberdade de movimento lateral dentro
da bicamada fosfolipídica. Entretanto, um
lipídio ou proteína localizado na metade
externa da bicamada não pode passar
para a interna.
A presença de moléculas de colesterol
ajuda a aumentar a fluidez característica
da membrana plasmática.
Mosaico Fluído
O modelo do mosaico fluido, proposto em
1972 por Singer e Nicholson, sugeria que
as membranas celulares são constituídas
fundamentalmente por duas camadas de
moléculas de fosfolipídios, com proteínas
incrustadas.
Glicocálice ou glicocálix
́ uma camada de glicídios frouxamente
entrelaçados que reveste externamente a
membrana da maioria das células animais.
O glicocálice vai proporcionar à célula um
microambiente especial, pelo fato de ter
cargas elétricas, pH e concentração iônica
particulares.
Os glicídios do glicocálice são capazes de
se ligar com as moléculas do meio
extracelular e com outras presentes nas
membranas de células vizinhas,
permitindo que a célula seja
constantemente informada das condições
do meio extracelular e de qualquer
invasão ou proximidade de células e
estruturas estranhas ao organismo.
As células cancerosas perdem de alguma forma a
inibição por contato. Elas continuam
movimentando-se e não há ini- bição da mitose
pelo contato com as células adjacentes. Essas
células tendem a se empilhar e formam várias
camadas celulares dando origem aos tumores, que
vão tomando os espaços teciduais, consumindo
uma grande parte dos nutrien- tes presentes e
impossibilitando o funcionamento adequado dos
órgãos nos quais estão presentes.
Para que a difusão ocorra são necessárias
duas condições:
 a membrana deve ser permeável à
substância;
 deve haver diferença de concentração
entre os meios extra e intracelular.
Uma das principais funções do glicocálice
é o reconhecimento molecular. O número e
a posição de diversos oligossacarídeos
representam um código que funciona
como uma impressão digital, identificando
a célula. O glicocálice é capaz de
decodificar essa informação e reconhecer
células similares.
O complexo principal de
histocompatibilidade, também conhecido
como Complexo MHC pelo seu significado
em inglês (Major Histocompatibility
Complex), é um sistema de identificação
molecular para as células do organismo. É
ele que permite ao glicocálice distinguir
uma célula do organismo de uma célula
invasora ou alterada, com MHC diferente,
acionando o sistema imunológico para
combatê-la.
Permeabilidade celular é o nome dado à
propriedade da membrana de selecionar o
que entra e sai da célula. Os principais
mecanismos de permeabilidade celular
são a permeabilidade passiva e a ativa.
Complexo principal de
histocompatibilidade
Por meio do glicocálice, a célula possui
também mecanismos de inibição por
contato, ou seja, quando estabelecem
contato com células adjacentes, formam-
se junções celulares, e os movimentos e a
divisão celular são feitos de forma mais
lenta, ocorrendo a inibição gradual do
crescimento celular.
Permeabilidade Celular
Permeabilidade Passiva ou Transporte
Passivo
>> Difusão
A difusão é um processo físico-químico
decorrente do fato de todas as partículas
materiais (átomos, moléculas, íons etc.)
estarem em constante movimento. Este é
chamado difusão e sempre ocorre da
região em que as partículas estão mais
concentradas para aquelas em que há
menos. Pode-se dizer que esse movimento
ocorre a favor do gradiente de
concentração e busca sempre o equilíbrio
dinâmico dos meios, o ponto em que a
taxa de transferência de moléculas é zero,
pois ambas as regiões possuem a mesma
quantidade.
Algumas substâncias não se difundem
livremente pela membrana plasmática,
como os glicídios. Nesses casos, elas
precisam de ajuda para entrar no
citoplasma, que é fornecida por proteínas
presentes na membrana chamadas de
permeases. São muito específicas,
havendo um tipo de permease para cada
substância; e elas vão facilitar a entrada
de moléculas, evitando gastos de energia
para a célula e respeitando o processo de
difusão.
Para manter tais diferenças de
concentração, a célula conta com um
processo denominado transporte ativo,
que resulta em gasto energético para a
célula.
O citoplasma celular é, na verdade, uma
solução aquosa na qual a água é o
solvente e as moléculas dissolvidas
(glicídios, proteínas etc.) são o soluto. De
uma forma geral, diz-se que a osmose é
um caso especial de difusão em que
apenas o solvente, ou seja, a água, se
difunde.
Se o meio em que a célula está
mergulhada for isotônico, ou seja, tiver a
mesma concentração de solutos que o
citoplasma da célula, esta se mantém
inalterada pois não ocorrerá troca entre os
dois meios.
No caso de a célula estar inserida em um
meio extracelular composto de água pura,
seu cito- plasma ficará hipertônico em
relação ao meio exterior, portanto terá
uma concentração de soluto maior que o
exterior. Neste caso, a água tenderá a
passar do meio externo para o interno da
célula na tentativa de equilibrar esse
sistema, fazendo com que a célula fique
inchada.
>> Difusão Facilitada
Em certos casos, a célula deve manter em
seu interior uma concentração de certos
tipos de moléculas diferente da
encontrada no meio externo. A
concentração interna de íons K+, por
exemplo, deve ser cerca de 10 vezes maior
que a do meio extracelular. Os íons Na+,
por outro lado, devem ter sua
concentração intracelular 10 a 15 vezes
mais baixa que fora da célula para que os
processos celulares ocorram de maneira
adequada.
>> Osmose
Se a célula, por outro lado, estiver imersa
em um meio hipertônico, com mais soluto
que o seu citoplasma (nesse caso
hipotônico), a água do seu citoplasma
sairá da célula na tentativa de equilibrar a
pressão osmótica entre os dois meios,
deixando-a murcha
Permeabilidade Ativa ou Transporte
Ativo
A principal fonte de energia para o
transporte ativo vem de moléculas de
adenosina trifosfato (ATP), e certas
proteínas da membrana plasmática
chamadas de proteínas transportadoras
são as responsáveis pela realização desse
transporte.
O principal exemplo desse tipo de
transporte ativo é a bomba de sódio e
potássio. Proteínas transportadoras atuam
como “bombas iônicas”, que capturam
continuamente íons de Na+ no cito-
plasma e os bombardeiam para fora da
célula. No meio externo, essas mesmas
proteínas transporta- doras capturam íons
de K+, bombeando-os para o citoplasma.
Partículas maiores não conseguem
atravessar a membrana, sendo necessárias
outras formas de incorporá-las à célula.
Este processo é genericamente chamado
de endocitose e pode ser de dois tipos:
fagocitose e pinocitose.
A pinocitose (pinos = beber) se refere ao
ato da célula de “beber”; ao processo pelo
qual a célula engloba as partículas
menores, diluídas no meio líquido exteriorà célula.
O termo fagocitose (fagos = comer; citos =
célula) refere-se ao ato de a célula
“comer”; a digestão de grandes partículas
sólidas, como bactérias e restos celulares,
por meio de grandes vesículas formadas
por dobras da membrana plasmática. É
dessa forma que muitos organismos
unicelulares, como as amebas, adquirem
alimento.
Quando uma ou mais partículas entram
em contato com a membrana plasmática,
ela forma expansões chamadas
pseudópodos, que se unem, abraçando e
capturando essa partícula. A bolsa for-
mada pela união dos pseudópodos
desvincula-se da membrana e passa a
circular no citoplasma, recebendo o nome
de fagossomo.
Quando acontece algum machucado na pele, por
exemplo, infectado por bactérias, algumas células
de defesa presentes no sangue, neste caso
específico os neutrófilos, migram para o local da
infecção onde fagocitam intensamente as
bactérias presentes. Neste processo de fagocitose,
contudo, os neutrófilos acabam morrendo,
formando juntamente com as bactérias digeridas,
uma massa que conhecemos como pus.
>> Endocitose
Esse processo é muito parecido com a
fagocitose. As partículas diluídas entram
em contato com os receptores na
membrana plasmática e esta região forma
então uma invaginação, englobando as
partículas em uma vesícula chamada
pinossomo. Tais substâncias são então
conduzidas pelo cito- plasma para serem
utilizadas pela célula.
>> Fagocitose
Vesículas chamadas lisossomos, que estão
presentes no citoplasma, cheias de
enzimas líticas, irão se fundir ao
fagossomo, transformando-o em um
fagolisossomo ou vacúolo digestivo. Nesse
ponto, as partículas fagocitadas e que
estão dentro do fagolisossomo serão
digeridas e seus restos inúteis à célula
serão lan- çados novamente no meio
extracelular por um pro- cesso de
clasmocitose que será explicado adiante.
>> Pinocitose
A exocitose é um processo pelo qual a
célula encaminha, para fora do seu
citoplasma, substâncias produzidas por
ela e que devam ser secretadas, ou
resíduos do metabolismo celular que
precisam ser excretados.
As células estão dispostas no nosso
organismo de forma bastante
diferenciada, executando uma grande
variedade de funções, para as quais
precisam estar dotadas de características
morfológicas especiais. A membrana
plasmática vai, então, apresentar uma
gama de diferentes especializações de
acordo com os tipos celulares e suas
respectivas funções.
Alguns órgãos, como o intestino delgado,
precisam de uma grande capacidade de
absorção para otimizar a captação dos
nutrientes provenientes da alimentação.
As células que revestem a luz do intestino
delgado, chamadas enterócitos, possuem
uma especialização de membrana que as
propicia uma grande capacidade de
absorção: as microvilosidades.
>> Exocitose
>> Zônulas de Oclusão
>> Especializações de Membrana <<
Elas são pequenas projeções, em forma de
dedos, localizadas na superfície apical
dessas células e que farão com que a
superfície de absorção dessa região seja
exponencialmente aumentada,
favorecendo o adequado funcionamento
do órgão em que se localizam.
>> Microvilosidades
́É por ela que as células do pâncreas, por
exemplo, secretam os hormônios insulina e
glucagon diretamente na corrente
sanguínea.
Quando a exocitose tem por função a
eliminação de resíduos metabólicos da
célula, podemos chamar este processo de
clasmocitose.
Em tais processos, a vesícula com as
secreções ou excreções celulares se funde
à membrana plasmática, abrindo-se e
lançando no ambiente extracelular essas
substâncias.
As especializações da membrana podem
ser divididas da seguinte forma:
>> Apicais: microvilosidades, estereocílios,
cílios e flagelos.
>> Laterais: zônula de oclusão, de adesão,
desmossomas, interdigitações.
>> Basais: pregas basais,
hemidesmossomas.
As zônulas de oclusão são estruturas
localizadas na região apical das células,
formadas por um cinturão de proteínas
integrais da membrana plasmática que
circunda a célula, ligando-se às mesmas
das células adjacentes. Esta ligação entre
as proteínas vai impedir a passagem de
moléculas entre as células, selando (ou
ocluindo) o espaço intercelular.
As estruturas desempenharão importante
função em vários processos fisiológicos,
tal como a nutrição.
>> Zônulas de Adesão
Localizadas abaixo das zônulas de
oclusão, contornam toda a célula
reforçando estruturalmente o citoplasma
nesta região, mantendo a turgidez celular
e aumentando a adesividade intercelular
Na microscopia eletrônica de transmissão,
aparece como uma área de discreta
separação entre as membranas. Apresenta
também um material eletrodenso interno
que determina a localização da trama
terminal, uma rede de filamentos
composta por espectrina, filamentos
intermediários e filamentos de actina.
Os desmossomas são compostos por dois
discos chamados placas de ancoragem,
formados por um complexo de proteínas,
que se liga externamente pela
desmogleína e possui na sua porção
interna o reforço estrutural de filamentos
intermediários chamados tonofilamentos.
Essas estruturas são referentes à metade
da estrutura de um desmossoma, sendo
compostas por uma placa de ancoragem,
pelas proteínas adesivas externas e pela
trama de filamentos interna, mas ao invés
de se ligarem a uma estrutura semelhante
em uma célula vizinha, elas se ligam à
lâmina basal da região na qual as células
se encontram.
>> Desmossomas
>> Junções Comunicantes <<
A ligação à lâmina basal promove um
aumento na resistência mecânica do
tecido a atritos e evita a deformação e
destruição da estrutura tecidual.
>> Hemidesmossoma
Os desmossomas são estruturas em forma
de disco, envolvidos no aumento
significativo da aderência intercelular e
da resistência do tecido como um todo.
Pode ser comparado a um botão de
pressão formado por duas partes que se
encaixam, sendo que uma dessas está
localizada na membrana de uma célula, e
a outra metade na de uma célula vizinha.
Os desmossomas são compostos por dois
discos chamados placas de ancoragem,
formados por um complexo de proteínas,
que se liga externamente pela
desmogleína e possui na sua porção
interna o reforço estrutural de filamentos
intermediários chamados tonofilamentos.
São compostas por hexâmeros de
proteínas chamadas individualmente de
conexinas, as quais permitem a
passagem de moléculas informacionais
atuando em diversos processos
fisiológicos. As estruturas formadas pelas
conexinas são chamadas conexons.
>> Interdigitações
Na embriogênese, por exemplo, esse
mecanismo de intercomunicação celular
orienta o desenvolvimento tecidual do
embrião.
As interdigitações são estruturas
acessórias ao complexo juncional celular,
sendo constituídas por dobras da
membrana plasmática de uma célula que
se ligam àquelas das membranas
plasmáticas vizinhas, aumentando
levemente a coesão e a aderência entre
tais células.